Интересные новости и факты (психология, нейрофизиология)

[ArefievPV]

Одомашнивание увеличило объем серого вещества у лисиц
https://nplus1.ru/news/2021/06/15/fox-farm-experiment

Ученые из Новосибирского Академгородка установили, что у одомашненных лисиц больше объем серого вещества мозга по сравнению с теми животными, у которых селекция не проводилась. Зоологи пришли к такому выводу, когда сравнили томограммы мозга у разных линий лисиц. При это они не нашли отличий в строении мозга между агрессивной и ручной линиями лис. Исследование опубликовано в Journal of Neuroscience.

В 1959 году в Новосибирском Академгородке начался эксперимент по одомашниванию лисиц. Его организовал академик Дмитрий Беляев, который хотел воспроизвести ход эволюции от волка к собаке в реальном времени, чтобы увидеть, как протекает процесс одомашнивания. Для селекции на дружелюбное поведение по отношению к человеку он выбрал серебристо-черных лисиц, которых в советское время разводили по всей территории СССР. Эти животные были выбраны неслучайно, ведь лисицы, так же как и волки, относятся к семейству псовых. Селекционеры вывели уникальную популяцию лис, которые более игривы и дружелюбны, чем их дикие собратья. С 1970-х годов стали также отбирать лисиц, которые демонстрировали агрессивное поведение по отношению к человеку. В результате у ученых сейчас живут три линии лисиц —агрессивная, ручная и дикая, не подвергавшаяся селекции.

В процессе одомашнивания изменилось не только поведение лисиц, но и их внешний облик. В результате частичной потери меланина в окрасе начали появляться белые пятна. У некоторых стал встречаться закрученный хвост и висячие уши. В отличие от внешних признаков, пока еще мало известно о нейрокогнитивных эффектах одомашнивания. До этого исследования проводились в основном на собаках и волках, между которыми нашли существенные отличия в строении префронтальной коры и лимбической системы, а также в связях между префронтальной корой двух полушарий. У лисиц из Новосибирского Академгородка в предыдущих работах выявили различия в экспресии генов в преферонтальной коре, гипоталамусе, базальном переднем мозге, но при этом макроскопическое строение мозга не сравнивали.

Ученица академика Беляева Людмила Трут (Lyudmila N. Trut) из Института цитологии и генетики СО РАН и ее коллеги изучили строение мозга у трех линий лисиц — ручной, агрессивной и не подвергавшейся селекции. Для анализа использовали магнитно-резонансную томографию. Оказалось, что у лисиц, с которыми проводили селекцию, произошли изменения в строении мозга. Исследователи выявили увеличение объема серого вещества (p = 0,004), особенно в моторной, соматосенсорной, префронтальной коре, миндалевидном теле, гиппокампе и мозжечке. Разницы в строении мозга между ручной и агрессивной линиями лис не было (p = 0,992).

Результаты работы оказались неожиданными для ученых. Селекция по признаку дружелюбности к человеку вызвала сходные изменения в мозге ручной линии лисиц и агрессивной, но при этом обе линии отличались от лисиц, с которыми селекция не проводилась. Изменения коснулись регионов префронтальной коры и лимбической системы, что сходится с результатами работ по собакам и волкам. Также исследователи отмечают, насколько быстро произошли изменения в структуре мозга — прошло менее ста поколений.

Несколько лет назад вышла книга, описывающая историю одомашнивания лисиц в Новосибирском Академгородке. Ее фрагмент можно почитать у нас.

P.S. Ссылка в дополнение:

Как приручить лису (и превратить в собаку)
https://nplus1.ru/blog/2019/03/01/how-to-tame-a-fox

[ArefievPV]

У человеческих нейронов нашли множественные контакты
https://www.nkj.ru/news/41588/

Между нейронами коры мозга может быть до девятнадцати синапсов.

Нервные импульсы бегут по нейронным отросткам, по дендритам и аксонам. Через дендриты нервная клетка получает сигналы от клеток-партнёров (хотя есть дендриты, работающие в обратную сторону, не на вход, а на выход), по аксону импульс передаётся дальше, другим нейронам. Чтобы импульс перескочил от нейрона к нейрону, с аксона на дендрит, ему нужно преодолеть синапс, специфический межклеточный контакт, довольно сложно устроенный. Есть синапсы, через которые импульс перескакивает, как если бы он тёк по обычным соединённым проводам. Но есть и другие синапсы, в которых используются нейромедиаторы: их выделяет из себя передающий нейрон и принимает следующий нейрон; под действием нейромедиаторов принимающий нейрон генерирует импульс и посылает его дальше. От синапсов с нейромедиаторами зависит очень многое, они могут ослабить импульс, даже просто погасить его, или усилить, и т. д.

Один и тот же нейрон может соединяться синапсами с огромным количеством других нейронов. Однако до сих пор считалось, что в паре нейронов синапс будет только один. То есть между аксоном одного нейрона и дендритом другого обычно есть только один контакт. Множественные синапсы между двумя нейронами считались большой редкостью. Но на самом деле это не такая уж редкость, как пишут в статье на портале bioRxiv исследователи из Гарварда и других научных центров.

Анализируя нейроны коры человеческого мозга, они увидели, что хотя «односинапсовые» контакты преобладают, примерно 10% нейронов используют «многосинапсовость». Причём число синапсов в паре нейронов может быть разным, в одном случае их было аж девятнадцать. (Не исключено, что это не предел, просто пар нейронов с большим числом контактов пока не попадалось.)

Повторим ещё раз, что «многосинапсовость» видели и раньше, например, в мозге мышей и дрозофил. Но там такие контакты встречались намного реже, чем у человека. Для чего нейроны соединяются несколькими синапсами, пока неясно. Возможно, такие нервные клетки включены в цепочки, которые имеют дело, так сказать, с информацией, не требующей особого обдумывания: например, что на красный свет нельзя переходить дорогу, или что дважды два равно четырём. То есть несколько синапсов обеспечивает быструю и безоговорочную реакцию всей нервной цепи в соответствующих условиях. Но так оно или не так, станет ясно после дальнейших экспериментов.

Другие необычные вещи, которые увидели исследователи в образце мозга, это странные извитые аксоны у некоторых нейронов – аксоны, напоминающие ползущих змей. Ещё удалось обнаружить пары нейронов, которые по форме были как будто зеркальным отражением друг друга. В чём смысл их зеркальности, и почему аксоны у некоторых клеток начинают извиваться, тоже пока неясно.

Всё это – лишь первые результаты масштабного проекта, цель которого – создать подробную карту мозга, учитывающую морфологические особенности нейронов и все их соединения друг с другом. В данном случае, как было сказано, исследователи работали не с целым мозгом, а с крохотным образцом, по размеру меньшим, чем кунжутное зерно. Его взяли во время операции на мозге у сорокапятилетней женщины (операцию ей делали в связи с эпилепсией). Затем образец после специальной обработки разрезали более чем на пять тысяч тончайших слоёв, которые рассматривали в электронном микроскопе. Специальный алгоритм объединял полученную гору микрофотографий в целые изображения нейронов и нейронных цепочек.

Карта этого крохотного кусочка мозга включает в себя 50 тыс. клеток и 130 млн синапсов. Исследователи полагают, что дальнейший анализ данных преподнесёт и другие сюрпризы, которые, возможно, заставят пересмотреть некоторые взгляды на клеточную архитектуру мозга.

[ArefievPV]

Как программировать эмоции
http://neuronovosti.ru/zombirovanie/

Оказывается, на то, кажется ли нам лицо человека приятным или нет, можно повлиять, если у вас есть МРТ. В 2016 году исследователи из Японии и США сумели изменить оценку испытуемыми нейтрального лица на позитивную или негативную при помощи обратной связи. Конечно, таким образом зомбировать население не получится, на всех МРТ не напасёшься, однако статья в PLOS Biology вызвала тревожные комментарии в СМИ. Давайте разберемся, так ли это опасно.


Пять этапов эксперимента

Сам по себе эксперимент оказался весьма простым. Метод, которым воспользовались учёные, назывался «фМРТ-декодируемой нейронной обратной связью» (fMRI-decoded neurofeedback, DecNef). Суть его такова: на первом этапе 24 добровольцам показывали множество изображений человеческих лиц, одновременно снимая им фМРТ на томографе с индукцией магнитного поля в 3 Тесла. Параллельно испытуемые оценивали приятность или неприятность лица по шкале от 1 до 10. Таким образом, в распоряжении учёных оказались паттерны активности передней поясной коры (Cortex cingularis, CC) при нейтральной оценке (5), негативной (1) и позитивной (10).

Следующим этапом было «включение» обратной связи. На 12 добровольцах испытывали «позитивную» обратную связь, на 12 – «негативную». Как это происходило? Участнику эксперимента после демонстрации «нейтральных» лиц – чтобы убедиться, что они действительно нейтральны и зафиксировать базовую активность CC – показывали круг, который нужно было «силой мысли» увеличить в размере. Фокус в том, что увеличивался этот самый круг только тогда, когда возбуждались нейроны из нужного паттерна – позитивного и негативного.

После того, как испытуемые всё-таки «раздували» круг до нужных размеров, им снова показывали строго нейтральные лица и просили их оценить. И – о чудо – оценка изменялась. Правда, очень немного. «Позитивная» группа сдвигала своё восприятие на 0,6 балла вверх в среднем, «негативная» – на 0,4 балла вниз. Таким образом группе удалось «запрограммировать эмоции» испытуемых. Но все, конечно же, в кавычках.

[ArefievPV]

Небольшой отдых улучшает обучение различным навыкам
http://neuronovosti.ru/nebolshoj-otdyh-uluchshaet-obuchenie-razlichnym-navykam/

Перерывы во время обучения серьезно улучшают запоминание моторных навыков. Ученые исследовали влияние таких перерывов на моторную память и процессы, происходящие на нейрональном уровне. Оказалось, что после выучивания некоторого навыка нейроны кратко, примерно в 20 раз быстрее, «проигрывают» ту активность, которая была в момент обучения. Процессу, за счет которого мы лучше усваиваем навыки, посвящена статья в журнале Cell Reports.

Все мы слышали про пользу интервального повторения. Если вы учите какой-либо материал, гораздо лучше это делать не за один раз (например, ночью перед экзаменом), но в несколько походов, постоянно повторяя материал. В таком случае мы забываем меньше и храним знания дольше, как установил в своих экспериментах Герман Эббингауз, предложив знаменитую «кривую забывания».

Однако гораздо меньше мы слышим об эффективности интервальных перерывов между актами обучения. Ученые из США, Германии и Франции показали, что короткие перерывы просто необходимы для того, чтобы лучше усвоить любой моторный навык.

Как отметили исследователи в своей статье, для овладения моторным навыком, будь то печатание на клавиатуре или игра на пианино, может понадобиться разное количество подходов / уроков / сеансов обучения. Их число зависит от того, делаем ли мы короткие перерывы между актами обучения. Здесь подчеркнем, что имеется в виду отдых между подходами (упражнениями, если хотите) при тренировке навыка, а не между уроками или семинарами. Наличие короткого перерыва существенно ускоряет процесс обучения. 

Ученые предположили, что во время таких коротких перерывов происходит консолидация навыка. Она проявляется в том, что нейроны, ранее активные в момент обучения действию, вновь повторяли данную активность уже в отсутствии этого действия. При том за один интервал таких повторений может быть несколько.

Исследователи предлагали респондентам обучиться навыку печатания конкретной последовательности стимулов. Все, что должны были делать участники — это правильными пальцами нажимать правильные клавиши в определенном порядке. Например, набирать как можно больше раз (сохраняя правильность) последовательность «41324» в течение 10 секунд. После 10-секундного занятия шел перерыв (тоже 10 секунд), после чего участники повторно набирали последовательность. Всего было 36 таких упражнений.

Все участники были поделены на 3 группы. В первой группе последовательность типа «41324» людям предлагалось вводить в правильном порядке (экспериментальная группа). Во второй экспериментальной группе – в обратном (то есть «43214»). В третьей группе последовательность цифр постоянно менялась (контрольная группа).

Для того, чтобы «увидеть» нейрональную активность, ученые применили магнитоэнцефалограф (МЭГ). Они измеряли активность мозга в течение 5 минут до выполнения эксперимента, во время выполнения эксперимента и через 5 минут после. Схема эксперимента представлена ниже.



Из полученных результатов видно, что наибольший эффект обучения достигается во время первых 11 упражнений (график слева). Этот эффект измеряется как количество правильных нажатий на клавиши, разделенное на время, которое было необходимо для запоминания. Таким образом, эффект от обучения может быть обусловлен как правильной координацией пальцев, так и более быстрым выполнением задачи.

На правом графике видно, что улучшение результатов наблюдалось именно после перерыва. Это улучшение было измерено как разность между правильным введением последовательности в конце одного упражнения и начале другого.



Чтобы обнаружить активность нейронов, ученые анализировали данные МЭГ. Они выделили функциональные зоны мозга, активность которых коррелировала с движениями пальцев.

На графике ниже можно увидеть, что длительность нейронального «проигрывания» оказалась достаточно маленькой. Самая частая длительность – 50 мс (график слева), которая была наибольшей не в момент до или после эксперимента, но именно во время отдыха при обучении. Как показывает изображение справа, такая повышенная активность наблюдалась только в экспериментальных группах. В контрольной группе такого эффекта не наблюдалось (график справа).



Анализируя активность нейронов, ученые установили, что она в период 10-секундной передышки повторяется несколько раз, при том, что интересно, группами или парами. Между парами нейронального проигрывания интервал составлял, как правило, менее 200 мс.

Как оказалось после анализа, длительность нейронального  «проигрывания» навыка была приблизительно в 20 раз меньше, чем время выполнения самого действия (то есть одного акта набора последовательности на клавиатуре). Исследуя области мозга, связанные с такой активностью, ученые выяснили, что ее можно наблюдать в сети между гиппокампом / энторинальной корой и сенсомоторной корой.



Такое проигрывание нельзя объяснить ментальным воображением движений или повторением последовательности цифр про себя, так как оба процесса, по данным других исследований, занимают более 1 секунды. Здесь же нейрональное «проигрывание» занимало чаще всего 50 мс. Интересно, что подобный эффект наблюдался в обеих экспериментальных группах (при правильной и обратной последовательности цифр). Другими словами, такое поведение нейронов было специфичным для моторного научения. Это видно ниже по графику в сравнении с теми последовательностями, которые вводили участники контрольных групп.



 Что может означать такое «проигрывание»? Возможно, оно связано с ответом сенсомоторной коры на сигнал гиппокампа и энторинальной коры, которые словно кодируют последовательность движений, формируют ее схему выполнения. Кора, в свою очередь, создает пространственно-временную карту движения, определяет кинематику каждого его конкретного элемента (когнитивную карту). И, судя по всему, синхронизация данных областей важна для успешного моторного обучения.

[ArefievPV]

Сапольски, Най, Деннет, Пинкер и др. о свободе воли [Big Think]

Свобода воли сейчас кажется неисчерпаемой темой для дискуссий. И потому представляем на ваш суд несколько мнений, высказанных известными мыслителями и учёными. С кем из них вы согласны? Давайте обсудим.

P.S. Добавлю свои две копейки.

Свобода воли и ответственность – вещи разные.

Для живого организма, воля – это соотношение (или равнодействующая) сразу множества стремлений/желаний – от сиюминутных до стратегических. Воля системы, как некая независимая от среды существования этой системы сущность – это иллюзия.

Когда баланс смещается в сторону стратегических желаний (типа, стратеги побеждают), то обычно говорят о проявлении силы воли и обзывают это настойчивостью, целеустремлённостью (иногда обзывают такое проявление и в негативном ключе – упёртость, упрямство). Кода сиюминутки побеждают, то обычно говорят о проявлении слабоволия, бесхарактерности.

Свобода же – это иллюзия, обусловленная нашей ограниченностью, как наблюдателя определённого уровня, в возможностях и способностях выявить все связи и взаимозависимости, некоего, якобы свободного, внешнего объекта/субъекта и/или своего внутреннего оцениваемого состояния, решения, желания и т.д. и т.п.  Благодаря этой ограниченности наблюдателя мы придумываем для объяснения мира различные понятия – случайность, вероятность, возможность и т.д.

На всякий случай повторю определение наблюдателя: наблюдатель – это локальное и актуальное отражение действительности. Уровень отражения определяет уровень наблюдателя.

Если же использовать понятие свободы в чисто механическом смысле слова, как число степеней свободы у звена механизма, то такая свобода, конечно, имеется.

Кстати, отсюда становится понятно, почему мы наделяем некоей свободой сложные системы – попробуйте определить (и предсказать), как будет двигаться какое-то звено сложного механизма. Здесь, свободу движения некоего звена следует трактовать именно как независимость его от какого-то единственного другого звена – движение звена будет зависеть сразу от множества других звеньев (а в физических системах – буквально от всех звеньев будет зависеть).

Понятно, что сиюминутные желания в большинстве своём определяются «программным обеспечением» нижнего и среднего уровней, направленным на удовлетворение текущих (актуальных) потребностей.

Условно говоря, «программное обеспечение» нижнего уровня является врождённым почти на 100% (оно «рулит» врождёнными рефлексами, стремлениями и т.д.), а «программное обеспечение» среднего уровня «инсталлируется» поверх (оно «рулит» условными рефлексами, динамическими стереотипами, привычками, оценками, желаниями и т.д.).

Эмоции следует частично относить к нижнему уровню (так база и основа эмоций также определяется наследственностью почти на 100%), а частично – к среднему уровню (эмоции конструируются на основе знаний/опыта (на основе имеющегося контекста) и врождённой базы и основы). Чувства формируются на основе эмоций и знаний/опыта – то есть, они относятся к среднему уровню.

Стратегические желания определяются высокоуровневым «программным обеспечением», которое «инсталлируется» в процессе жизни окружением, поверх «программного обеспечения» среднего уровня. Кроме того, важно понимать, что «инсталлированное» «программное обеспечение» для системы становится уже по определению – своим, внутренним, родным и т.д.

Например, нравственность (внутренняя мораль) – это «программное обеспечение» индивидуума высокого уровня, которое было в него «инсталлировано» социумом. Мораль – это правила поведения членов социума – по сути, «программное обеспечение» социума, способствующее самосохранению данного социума.

И, понятно, что при «инсталляции» морали в индивидуум, внутри такое «программное обеспечение» окажется в другой форме, нежели в социуме (вне особей, между особями) – в форме «программного обеспечения» под названием нравственность (конкретного индивидуума).

Понятно также, что «инсталляция/установка» «программного обеспечения» социума будет сильно зависеть и от условий «инсталляции», и от свойств/качеств (и врождённых, и приобретённых) индивидуума, и от качества «программного обеспечения» социума и т.д.

И если нравственность конкретного члена социума не обеспечивает правильного поведения (правильного, с точки зрения социума) этого члена социума, то социумом (через других членов социума, разумеется) принимаются меры – данный индивидуум перевоспитывается, изолируется, изгоняется, убивается. Метод/способ решения проблемы во многом зависит от социума.

То есть, личная ответственность определяется тем «программным обеспечением», которое социум «инсталлировал» в индивидуума в процессе обучения, воспитания, дрессировки, и она зачастую идёт вразрез со свободой воли (по сути, с желаниями) индивидуума.

Но самое главное, с точки зрения социума, ответственность индивидуума наступает независимо от того, мог ли индивидуум противиться неправильному поведению или не мог. Другое дело, что мера ответственности зависит от конкретной системы правил поведения для членов социума – больного могут просто изолировать или попробовать лечить, неопытного или неграмотного могут попробовать обучить, маленького попробуют воспитать. И вообще – в сложном продвинутом социуме все эти моменты обозначены и формально прописаны/проговорены.

Связанная с этими вещами (пресловутой свободой воли, нравственностью, моралью) справедливость для индивидуума – это оценка ситуации с точки зрения внутреннего «программного обеспечения» высокого уровня.

Отсюда становится понятно, что справедливость для каждого индивидуума своя (как и мораль для каждого социума своя). И хорошо, если оценка индивидуума совпадает с оценкой социума – тогда для индивидуума всё справедливо. Если не совпадает, то плохо, но во всех таких ситуациях обычно социум «рулит». Высшую справедливость (справедливость системы), нам (как элементам этой системы) очень трудно понять (и ещё сложнее, принять) – реализация такой справедливости иногда смотрится, как жестокость, как бессовестность, как аморальность, как безнравственность, как вопиющая несправедливость и т.д.

Тут следует понять и принять – система всегда «рулит» своим элементом – справедливость системы всегда выше справедливости элемента. И всякие фразы, вроде: «не стоит прогибаться под изменчивый мир, пусть лучше он прогнётся под нас», это бред и чушь – мы часть мира и мир нами «рулит»…

[ArefievPV]

3 парадокса СТОКГОЛЬМСКОГО СИНДРОМА [КР#6]

В этом видео я расскажу о том, почему Стокгольмский синдром не Стокгольмский, не синдром и, похоже, вообще не работает.

Таймкоды:
00:00 - Предыстория.
01:19 - Реклама.
03:12 - Три парадокса.
03:31 - Как появился "Стокгольмский синдром".
07:10 - Научные исследования.
15:02 - Почему "синдром"?
22:16 - Это не патология.
23:36 - Возможные механизмы.
28:41 - Заключение.

[ArefievPV]

Обнаружены нейроны, реагирующие на плохие и хорошие новости
http://neuronovosti.ru/obnaruzheny-nejrony-reagiruyushhie-na-plohie-i-horoshie-novosti/

Нейробиологи из Вашингтонского университета определили области мозга, которые активизируются, когда обезьяна сталкивается с выбором: узнать или скрыться от информации о неприятном событии, которое она не может предотвратить. Своим исследованием ученые поделились в журнале Neuron.

Кликнете ли вы на ссылку об очередной новости о пандемии или попросите друзей пореже слать вам тревожные вести? Попадаете ли вы ловушку бесконечных «а что, если» и худших сценариев того, что может произойти завтра? Или считаете, что если ничего нельзя изменить, то лучше и не знать об этом?

Исследование американских ученых поможет объяснить, как мозг справляется с неопределенностью и почему мы по-разному реагируем на нее.

«В клинике пациенты могут пройти тест, чтобы узнать, есть ли у них, например, болезнь Гентингтона — генетическое нейродегенеративное заболевание головного мозга. Некоторые люди делают тест сразу же, тогда как другие не хотят проходить его до появления симптомов. Одни люди стремятся получить информацию, а другие боятся ее», — сказал автор исследования Илья Моносов, доцент кафедры нейробиологии, нейрохирургии и биомедицинской инженерии Вашингтонского университета.

Еще в 2019 году сотрудники Вашингтонского университета выделили две области мозга, активность в которых подталкивала обезьян искать информацию о хороших событиях, которые могут произойти. Но было неясно, задействованы ли те же нейронные цепи в поиске информации о неприятных событиях.

Исследователи провели эксперимент, который позволил оценить поведение обезьян по отношению к плохим и хорошим новостям. Обезьян научили распознавать символы, указывающие на то, что скоро на них подует струя воздуха  — она причиняла животным значительный дискомфорт.

Сперва обезьянам показывали знак, который предупреждал их, что неприятное событие надвигается, но это не точно. Через несколько секунд после этого им показывали второй символ, который разрешал неуверенность: теперь обезьяны уже точно знали, что их ждет. Важно, что несмотря на это знание обезьяны ничего не могли изменить. В другом эксперименте животных извещали о приятном событии — угощении соком.

В это же время ученые наблюдали, что происходит в это время в мозге. Для этого они применили два метода: усиленную марганцем магнитно-резонансную томографию (MEMRI) и метод антероградной и ретроградной трассировки (anterograde and retrograde tracing). Метод трассировки позволяет визуализировать передачу сигналов нейронами.


Метод трассировки нейронов / Credit: public domain

О желании обезьян узнать о надвигающихся событиях ученые узнавали по их поведению: наблюдают ли животные за вторым сигналом или отводят и зажмуривают глаза.

Как и люди, обезьяны по-разному относились к плохим новостям: одна хотела знать, другая считала неведение благом. Разница в их отношении к плохим и хорошим новостям была поразительной: о хороших событиях (например, дадут ли им сок) все обезьяны хотели знать заранее, а вот получить информацию о струе воздуха, направленной в лицо, хотелось не всем.

Исследователи измерили активность мозга и обнаружили две зоны, нейроны в которых «просыпались» в момент выбора, узнать ли информацию заранее или нет. Эти зоны находились в вентролатеральной префронтальной коре (VLPFC) и передней поясной коре (ACC).

Исследователи обнаружили нервные клетки, которые активировались при решении узнать оба вида новостей: и хорошие, и плохие. Но были и нейроны, которые специализировались только на плохих новостях.   

Любопытно, что в передней поясной коре чаще встречались нейроны, которые отвечали только за плохие или хорошие новости. Вентролатеральная префронтальная кора содержала универсальные нейроны, которые включались в обоих случаях. 

Ученые надеются, что в будущем это исследование поможет понять механизмы таких нарушений, как обсессивно-компульсивное расстройство и тревожность.

[ArefievPV]

Отвлекающие объекты не помешали младенцам увидеть лица
https://nplus1.ru/news/2021/06/28/kids-no-masking

Дети до семи месяцев жизни невосприимчивы к визуальной маскировке: они продолжают видеть изображение, даже если его восприятие подавляется посторонними зрительными ощущениями. Такое свойство детского мозга обнаружили японские ученые, проанализировав, как дети разных возрастов смотрели на изображения лиц. Исследование опубликовали в PNAS.

По ссылке на оригинал (перевод с Яндекса):
https://www.pnas.org/content/118/27/e2103040118#sec-6

Абстракт

Повторяющиеся петли в зрительной коре играют решающую роль в зрительном восприятии, которое, вероятно, не опосредовано чисто обратными путями. Однако развитие рекуррентных циклов изучено недостаточно. Роль рекуррентной обработки была изучена с использованием визуальной обратной маскировки, феномена восприятия, при котором визуальный стимул становится невидимым с помощью следующей маски, возможно, из-за нарушения рекуррентной обработки. Анатомические исследования показали, что рецидивирующие пути являются незрелыми в раннем младенчестве. Это повышает вероятность того, что дети младшего возраста обрабатывают визуальную информацию в основном в обратной связи, и, таким образом, они могут воспринимать визуальные стимулы, которые взрослые не могут видеть из-за обратной маскировки. Здесь мы показываем, что дети в возрасте до 7 месяцев невосприимчивы к визуальной обратной маскировке и что замаскированные стимулы остаются видимыми для детей младшего возраста, в то время как дети постарше не могут их воспринимать. Эти результаты свидетельствуют о том, что повторная обработка незрела у младенцев в возрасте до 7 месяцев и что они способны воспринимать объекты даже без повторной обработки. Наши результаты показывают, что алгоритм зрительного восприятия кардинально меняется во второй половине первого года жизни.

P.S. Лучше, наверное, в оригинале посмотреть (перевести Яндексом)...

[ArefievPV]

В мозге нашли нейроны для друзей и родных
https://www.nkj.ru/news/41753/

Специальные клетки височной доли коры мгновенно определяют тех, с кем мозг общался вживую.

Способность распознавать лица настолько для нас важна, что в нашем мозге даже есть специальная область для этого: среди множества зрительных стимулов она анализирует только те, которые имеют отношение к лицу. Но лица нам попадаются разные: есть вообще незнакомые, есть знакомые, но не очень, а есть коллеги, друзья и родственники. То есть, лица тех, кого мы хорошо знаем, мы не просто распознаём – мы их узнаём. Нейробиологи с 60-х годов прошлого века предполагали, что для этого в мозге есть специальный «бабушкин нейрон» – потому что считалось, что есть какая-то отдельная клетка, которая реагирует на лицо условной бабушки; кроме неё, есть такой же отдельный нейрон для мамы, для папы и т. д. Но найти «бабушкин нейрон» никак не получалось.

В статье в Science сотрудники Рокфеллеровского университета пишут, что «бабушкин нейрон» действительно есть. Точнее, «бабушкины нейроны» – это целая группа клеток, которые все вместе реагируют на близких людей, то есть нет такого, что отдельный нейрон специализируется на одном конкретном лице. Они находятся в височном полюсе – передней части височной доли коры. Ранее удалось установить, что височный полюс участвует в распознавании лиц, теперь же удалось выяснить, как именно он участвует.

Эксперименты ставили с макаками резуса (для обезьян, как и для нас, тоже очень важно уметь распознавать лица, и в обезьяньем мозге, как и в нашем, для этого появились специальные отделы). Макакам показывали фото других обезьян: с некоторыми они были знакомы лично, а других знали только по фотографиям. За активностью обезьяньего мозга следили с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. Оказалось, что нейроны височного полюса реагируют на знакомые лица намного сильнее и намного быстрее, чем на незнакомые. Более того, для этих нейронов было важно именно личное знакомство. Даже если обезьяне много раз показывали чьё-то фото, и черты того, кто на фото, ей уже давно должны были стать знакомы, то всё равно нейроны височного полюса сильнее реагировали на того, с кем обезьяна сталкивалась вживую.

Исследователи отмечают двойную природу «нейронов личного знакомства». С одной стороны, они вели себя как клетки, имеющие дело с сенсорными сигналами, как зрительный анализатор – они мгновенно реагировали на то, что было перед глазами у обезьян. С другой стороны, они работали как клетки памяти, потому что такая мгновенная реакция имела место только тогда, когда перед глазами у обезьян оказывалась чья-то знакомая физиономия. Теперь было бы интересно выяснить, как именно «нейроны личного знакомства» (или «нейроны бабушкиной зоны») кодируют знакомые лица, обращаются ли они при этом к другим мозговым хранилищам информации или справляются сами.

И конечно, было бы любопытно выяснить, как такие клетки работают у нас. Сейчас мы очень много лиц видим в интернете, не только в виде инстаграмных фото, но и в видеочатах. И там нас встречают как старые знакомые, родные и близкие, так и вообще незнакомые. Очевидно, «нейроны личного знакомства» должны как-то приспособиться к новой ситуации, когда бывает так, что со знакомыми мы чаще видимся в каком-нибудь Zoom'е, нежели вживую.

P.S. По сути, эти группы нейронов (нейронные ансамбли) реагируют, как прошедшие обучение, локальные нейронные сети. Локализация данных групп нейронов (нейронных ансамблей) определяется, скорее всего, анатомически – у данного вида с данной «конструкцией мозгов» такое месторасположение оказывается оптимальным. Ну, а процессе ЕО это дело «шлифовалось», оптимизировалось, специализировалось.

Вот только у нас это может быть устроено (и работать) по-другому, нежели у макак…

[ArefievPV]

Плацебо не существует? [КР#7]

Таймкоды:
00:00 - Камень, ножницы, бумага.
01:22 - Батарейки, ключи, молотки.
02:17 - Эпоха повального увлечения электромагнетизмом.
07:21 - "Новый" эффект Плацебо.
09:16 - Почему работает то, что работать не должно?
10:31 - А работает ли?
13:31 - Каузальная гипотеза.
16:53 - "Разнос" Плацебо.
19:52 - Контекстно-обусловленное воздействие.
23:26 - Измеримые результаты эффекта Плацебо.
27:13 - Вывод.

[ArefievPV]

Как молодые нейроны укладываются в кору мозга
https://www.nkj.ru/news/41762/

Один и тот же белок помогает нервным клеткам добраться до своего места в формирующейся коре и занять там правильное положение.

В коре полушарий выделяют шесть клеточных слоёв, и все сложнейшие когнитивные функции, которыми занимается кора, зависят от того, правильно ли нейроны расположены в этих слоях. Если клетка находится не на своём месте, встала задом наперёд или как-то по-другому ориентирована по отношению к нижележащим и вышележащим соседям, кора начнёт работать со сбоями. Её структура формируется ещё во время внутриутробного развития, когда мозг активно растёт: новые нейроны, образовавшиеся от стволовых клеток, мигрируют на своё постоянное место работы, формируя слой за слоем.

Сотрудники клиники «Шарите» и Нижегородского государственного университета им. Лобачевского описывают в Science Advances детали того, как это происходит. В экспериментах с мышами исследователи показали, что для того, чтобы кора сформировалась правильно, нейроны должны начать своё путешествие в строго определённое время. И когда они доползают до места назначения, они ещё переориентируются так, чтобы их отростки-дендриты тянулись в нужном направлении.

Чтобы начать двигаться, молодые клетки должны отлипнуть от своего окружения. На поверхности клеток есть белок нейропилин-1, который заякоривает их в межклеточном матриксе. Когда клетке пора мигрировать, в ней запускается синтез регуляторного белка Zeb2, который подавляет синтез нейропилина-1. Молекулярных якорей на клетке становится меньше, и она может отправиться в путешествие.

Затем, когда нейрон добирается до места, как было сказано выше, он должен правильно развернуться. Здесь тоже срабатывает Zeb2, но теперь он действует через другой белок – кадгерин-6, который управляет ориентацией клеток друг относительно друга. То есть, Zeb2 занимается последовательно двумя сигнальными путями: от одной цепочки сигналов зависит миграция нейронов, от другой – их взаимное расположение в созревающей коре.

Известно, что мутации в гене белка Zeb2 приводят к синдрому Моуат–Вильсона, когда и мозг, и некоторые периферические нервы формируются с отклонениями. Также известно, что некоторым психоневрологические расстройствам, вроде аутизма и шизофрении, порой сопутствуют похожие аномалии в нейронной архитектуре. Если знать, как именно работает Zeb2 и те молекулярные сигнальные цепочки, которые он контролирует, то, вероятно, можно предпринять какие-то шаги ещё во время развития плода, чтобы помочь коре мозга созреть правильно, невзирая на мутации.

[ArefievPV]

Могли ли нейротрансмиттеры создать нервную систему в качестве эволюционного ответа на повреждение?
https://elementy.ru/novosti_nauki/433837/Mogli_li_neyrotransmittery_sozdat_nervnuyu_sistemu_v_kachestve_evolyutsionnogo_otveta_na_povrezhdenie

Сейчас о нейротрансмиттерах слышал каждый, кто хоть немного интересовался строением и работой человеческого организма. Удивительно, но всего несколько десятилетий назад эти вещества не слишком охотно обсуждали даже в научной среде: многие ученые полагали, что нейротрансмиттеры — всего лишь посредники, вспомогательные элементы в клеточных цепях передачи электрических сигналов, действующие только в специально отведенных местах — химических синапсах. Картина начала меняться в середине XX века, во многом благодаря исследованиям отечественных ученых: копились аргументы в пользу того, что спектр функций нейротрансмиттеров в живой природе гораздо шире (например, они были найдены у животных, не обладающих нервной системой). В 2020-х годах данных о трансмиттерах хватает, чтобы предположить: это они способствовали объединению клеток в системы управления, которые могут обеспечить животному сложное поведение даже в отсутствие каких-либо синапсов. Нейроны возникли, притом не менее трех раз, уже после появления таких систем, предположительно в качестве эволюционного ответа на повреждение организма. Не они создали нервные системы, а трансмиттеры.

Рис. 1. Основные события в эволюции нервных систем. Появление нервных систем показано разноцветными «кляксами». Нервные системы могут не иметь выраженного центра, а могут быть централизованными (CNS): в этом случае либо все скопления нервных клеток примерно равноправны, либо одно — мозг (brain) — выделяется среди прочих. Случаи независимой централизации указаны разноцветными звездочками. Рядом с различными ветвями филогенетического древа животных указано словами, какие клетки и специализированные структуры возникли у представителей каждой из этих ветвей. Там же отмечено, когда компоненты «классического» химического синапса млекопитающих, а также Hox-гены и ряд микроРНК начинают действовать в рамках нервной системы или других систем управления и когда какие вещества утрачивают свою роль в нервной системе либо утрачиваются/перестают экспрессироваться соответствующие им гены. Вещества, которые выступали переносчиками сигнала еще до появления многоклеточных, обведены красной рамкой. Изображение из обсуждаемой статьи в Philosophical Transactions of the Royal Society B

уже в 1950-х годах, как из рога изобилия, посыпались сообщения о все новых молекулах-нейротрансмиттерах: серотонине, гамма-аминомасляной кислоте и прочих. Зачем их столько?

Ответить на этот вопрос было легче тем, кто помнил: нервная система находится в живом организме, а значит, и развивалась она в соответствии со всеми закономерностями эволюции. Среди тех, кто не забыл биологический контекст, был нейрофизиолог Хачатур Седракович Коштоянц. Он предполагал, что нейроны «унаследовали» свои трансмиттеры от донервных систем регуляции жизнедеятельности. В пользу этого говорило и то, что ацетилхолин, норадреналин и прочие подобные вещества обнаруживали у самых разных организмов, в том числе таких, которые и нервной системой-то обладать не могли — например, у инфузорий.

Мысли Коштоянца развил его ученик Дмитрий Антонович Сахаров (Сухарев). В книге «Генеалогия нейронов» (1974) и множестве научных статей он выдвигает и обосновывает гипотезу, что разные нервные клетки в пределах одного организма произошли из разных предковых популяций, и это одна из причин колоссального многообразия нейротрансмиттеров. Более того — и это тоже идея Сахарова — обилие неодинаковых сигнальных молекул позволяет системам управления организмом на небольших расстояниях функционировать вообще без синапсов. Сигнализация в таком случае работает по принципу объемной передачи. Направленных потоков нейротрансмиттеров нет, каждая клетка, «обращаясь» к омывающему ее межклеточному «супу», реагирует на тот его компонент, к которому у нее есть рецепторы.

Мороз выдвигает предположение, что без нейротрансмиттеров не было бы нервных систем. Эти вещества — сотни их разновидностей — объединили разнородные популяции секреторных (выбрасывающих наружу различные вещества) клеток в системы управления поведением организма. Впрочем, в случае организмов без нервных систем и нейронов правильнее говорить просто «трансмиттеры», без «нейро-».

Пока не было нейронов, не было и синапсов, и передача сигнала осуществлялась объемно, в неспецифических участках контакта клеток. Сами же нейроны возникали из секреторных клеток минимум три раза независимо (рис. 2): у гребневиков, стрекающих и билатерий (двусторонне-симметричных животных). А уж централизация нервных систем происходила как минимум два десятка раз (рис. 1).

Рис. 2. Присутствие основных классов трансмиттеров у различных систематических групп животных. В центре неукорененного филогенетического древа — последний общий предок животных (см. Urmetazoan); нейронов у него не было. Около изображения типичного представителя каждой группы перечислены основные трансмиттеры, которые он использует, и показано, бывают ли у него быстрые электрические сигналы — натриевые потенциалы действия. Обозначения трансмиттеров: L-Glu — глутамат, GABA — гамма-аминомасляная кислота, ATP — аденозинтрифосфат, ACh — ацетилхолин, 5-HT — серотонин, DA — дофамин, NA — норадреналин, OA — октопамин, A — адреналин. Предполагаемые случаи возникновения нейронов отмечены многоугольниками, нейроноподобных клеток и ненервных систем управления — крестами. Также указан образ жизни этих организмов: гребневики, стрекающие и многие билатерии — хищники, губки — фильтраторы, а пластинчатые «пасутся», ползая по дну и подбирая микроорганизмы. Изображение из обсуждаемой статьи в Philosophical Transactions of the Royal Society B

Постоянные читатели «Элементов» помнят, что в предыдущих работах Мороз и коллеги предлагали версию, что нервные системы возникали независимо дважды. Что заставило исследователей изменить точку зрения? Они отвечают на этот вопрос так:

«Проанализировав геномы гребневиков, стрекающих и билатерий, мы выяснили, что гребневики имеют две нервные системы в мезоглее и эктодерме; стрекающие — тоже две, но в эктодерме и эндодерме; у билатерий — своя, более знакомая нам организация нервных систем. Одни и те же гены имеют очень большую дивергенцию и достаточно большую эволюционную дистанцию (между гребневиками, стрекающими и билатериями). Это навело нашу исследовательскую группу на мысль, что эти комплексы нервных систем у гребневиков, стрекающих и билатерий могли и могут эволюционировать независимо друг от друга. В свою очередь фенотипическая схожесть нейронов могла появиться под действием движущего отбора при одинаковых условиях окружающей среды с модификациями. То есть разные факторы среды при одинаковых факторах-инструментах метаболических путей создали то биоразнообразие, которые мы с вами наблюдаем сегодня.»

Получается, что первичные системы управления были похожи на эдакий Океан планеты Солярис из одноименного романа Станислава Лема: никаких специализированных клеточных элементов и тем более их скоплений, множество веществ, регулирующих работу организма. Современные существа, чье поведение контролирует система подобного устройства, — пластинчатые.

P.S. Ссылки на информацию, о которой упоминается в статье:

Растения, как и животные, используют глутамат для быстрой передачи сигналов по организму
https://elementy.ru/novosti_nauki/433332/Rasteniya_kak_i_zhivotnye_ispolzuyut_glutamat_dlya_bystroy_peredachi_signalov_po_organizmu

У пластинчатых обнаружили натриевые потенциалы действия
https://elementy.ru/novosti_nauki/433710/U_plastinchatykh_obnaruzhili_natrievye_potentsialy_deystviya

[ArefievPV]

Исследования сознания: споры и предположения
http://neuronovosti.ru/issledovaniya-soznaniya-spory-i-predpolozheniya/

Мозг состоит из около 86 миллиардов дискретных нервных клеток (и такого же количества глиальных клеток). Каждая клетка образует тысячи контактов с другими нейронами. Как же все эти отдельные единицы обработки информации могут обеспечивать целостное восприятие мира, которое мы называем сознанием? Мы чувствуем, что между точными физиологическими исследованиями мозга и субъективной психологической реальностью есть непреодолимая пропасть – «трудная проблема сознания». Русский исследователь Константин Анохин предлагает найти решение этой проблемы и объединить знания нейробиологии и психологии.

“Наша психика — поведение нашего мозга — может быть объяснена взаимодействием нейронов
и связанных с ними молекул”
(Ф. Крик)

Два года назад в Москве прошла международная конференция «Теоретическая физика и математика мозга: междисциплинарные контакты», где обсуждались фундаментальные загадки мозга. Константин Владимирович Анохин, организатор и спикер конференции, пояснил, что существует острая необходимость в междисциплинарных исследованиях феномена сознания. Судя по всему, понять сознание с позиции одной науки невозможно. Для ее изучения требуется интеграция разных научных областей: физики, математики, нейрофизиологии и т.д., которые могут помочь разработать единую теорию мозга.

На проблему сознания обращали внимание виднейшие мировые ученые. Например, Кристоф Кох. Физик по образованию, Кох сегодня занимается исследованиями в области нейробиологии, стремясь разгадать загадку сознания. “Как ментальное соотносится с физическим? Как психологический опыт закрепляется в мозге и влияет на наше дальнейшее поведение?” – спрашивает Кох в своей книге «The feeling of life itself».

Пытаясь ответить на эти вопросы, Кох принимает теорию интегрированной информации (IIT), предложенную Джулио Тонони. Согласно этой теории, сознание отождествляется с особой формой информации – интегрированной информацией, а интегрированная информация – с опытом. Теория гласит, что сознающая материя должна быть организована таким образом, чтобы соответствовать этому субъективному опыту. Аксиомами теории выступают пять положений о том, что любой опыт (и сознание) реален, он структурирован, информативен, уникален в своем роде и определен в пространственно-временных терминах.

Исходя из IIT, сознание выступает причинным свойством системы. При том любой самоорганизованной системы, как, например, совокупности нейронов, часть из которых пребывает во включенном, возбужденном состоянии, а часть – в выключенном. С изменением состояния каждого элемента системы будет меняться и содержание сознания. Все это напоминает принципы работы компьютера с его компонентами, не правда ли?

«Сознание – это любой опыт, от самого приземленного до самого возвышенного», — пишет Кох.

Другая группа исследователей, в число которых входят известные французские ученые Жан-Пьер Шанже и Станислас Дехан (Дехане), предлагает альтернативную теорию сознания в мозге – гипотезу глобального нейронного рабочего пространства (ГНРП), считая субстратом опыта нейронную сеть мозга.

По теории ГНРП (GNW – global neuronal workspace), сознание – это процесс распределения и совместного использования интегрированной информации по мозгу, определяющийся синхронным устойчивым кратковременным возбуждением нескольких групп нейронов.

Согласно этой гипотезе, если внешний стимул вызывает возбуждение нейронной системы свыше некоего порога, это перераспределяет информацию между сетями мозга, что приводит к осознанию стимула. Дехан и Шанже предполагают, что контролирующим хабом такой нейрональной деятельности является лобно-теменная сеть, организующая внимание и взаимодействующая с задними (сенсорными) отделами мозга, где может храниться опыт.



«В любой момент времени эта архитектура может выбирать элемент информации из одного или нескольких процессов, усиливать его и транслировать на все остальные процессы, таким образом осуществляя сознательную обработку, что позволяет нам вербализировать опыт», — пишут в своей статье ученые, подчеркивая связанность мозговых центров обработки информации и предположение о наличие центрального хаба такой связи с большим количеством крупных пирамидальных нейронов. 

Чтобы исследовать противоречащие друг другу предсказания этих двух теорий, ученые образовали консорциум Cogitate, проводящий ряд проверочных экспериментов. Один из них включает в себя просмотр видеоигры, во время которой на экране появляется некий стимул, заметный или незаметный глазу. Если идея порога возбуждения верна, то заметность/незаметность будет отмечена на нейрональном уровне. Помимо этого, методы регистрации нейрональной активности (МРТ, МЭГ, ЭЭГ и т.д.) позволят понять, «где анатомически находится след сознания» (в задних отделах, согласно IIT, или в лобных – согласно ГНРП).



В другом эксперименте ученые консорциума демонстрируют участникам стимулы разной длительности в целях понять, как долго остаются активированными нейрональные корреляты визуального опыта. Существует ли активность до тех пор, пока действует некий стимул (подтверждение IIT) или же активность возникает с началом некого опыта и затем постепенно затухает (подтверждение ГНРП)?



По мнению Константина Анохина, для того, чтобы понять сознание, необходимо в первую очередь создать новую теорию мозга, которая естественным образом вместит в себя этот феномен. В своей статье «Когнитом: в поисках фундаментальной нейронаучной теории сознания», вышедшей в январе этого года, ученый разбирает феномен сознания и требования к научной теории, объясняющей его.

Проводя анализ существующих подходов к исследованию сознания (Дж. Серла, Дж. Эдельмана, А. Дамасио, Дж. Тонони и др.), Анохин выделяет отличительные свойства сознания в каждой теории. Общим для всех подходов оказывается параметр качественности сознания, который и должен служить основной определения этого феномена.



«Дифференцированность и интегрированность, специфичность и индивидуальность, определенность и разнообразность, временная структура и вписанность в среду характеризуют многие физиологические процессы и состояния у организмов, не обладающих сознанием или не пользующихся им в этих процессах. Будучи помноженными на одно единственное свойство, выделенное в пятой строке… они приводят ко всем остальным отличительным характеристикам сознания», — отмечает в своей статье ученый. 

В статье выделены четыре базовых «ингредиента» сознания:
«где» (определенная группа активных элементов системы, несущих осознанную информацию в текущий момент);
«когда» (момент времени активации элементов системы выше порогового уровня);
«кто» (когнитивный агент, в котором происходит активация и на поведение которого она влияет, его целостное состояние);
«что» (содержание сознательного состояния).

Таким образом, элементарный эпизод субъективного опыта – это «всплеск специфической по своему качеству глобальной активности в когнитивном агенте». По мнению ученого, любая фундаментальная теория сознания должна объяснять нервные основы этих четырех базовых ингредиентов сознания.



Одновременно с этим, теория сознания должна отвечать на четыре универсальных научных вопроса о биологии сознания:
1. Каковы функции явления (сознания)?
2. Как явление (сознание) формируется в эволюции?
3. Как явление (сознание) развивается у индивида?
4. Каково устройство явления (сознания)?



Используя вышеназванные параметры в качестве критериев, мы получаем возможность проверить современные теории сознания на их полноценность в объяснении этого феномена. Именно такую оценку проводит Константин Анохин, показывая, что каждая теория в отдельности отвечает лишь части параметров, обладая ограниченной объяснительной силой. Автор проанализировал теории нейронных коалиций (ТНК), селекции нейронных групп (ТСНГ), глобального рабочего пространства (ГНРП) и интегрированной информации (ТИИ).



На примере гипотезы Дехана и Шанже о глобальном нейронном рабочем пространстве можно убедиться в наличии или отсутствии в теории сознания соответствия всем вышеназванным критериям. Эта теория отвечает на вопрос «что» (глобальная нейронная активность), «когда» (в момент внешней или внутренней стимуляции) и «где» (лобно-теменная сеть). Теория также адресуется к процессам развития сознания после рождения ребенка, но не уделяет внимания эволюционному становлению сознания, развитию его нервных основ у плода, а также специфическим механизмам обучения и памяти. Наконец, из теории не ясно, а «кто» же именно генерирует и управляет сознательным состоянием, «кто» воспринимает когнитивную информацию.

Аналогичные пробелы имеют и все другие разобранные теории. Вот и оказывается, что к 2021-му году мы пока не можем объяснить сознание с помощью существующих гипотез, связывающих нейронную активность мозга с информацией и субъективным опытом. Ученый в своей работе отмечает, что необходима такая новая теория мозга, которая не только ответит на вышеназванные вопросы, но и позволит предсказывать состояния сознания.

В заключении своей статьи автор предлагает ряд стратегических шагов, направленных на создание такой теории:
 
определить понятия разума (структуры) и сознания (процесса системы);
отделить проблемы «разум и мозг» (соотношение двух структур) и «сознание и мозг» (соотношение двух процессов);
установить, что проблема «разум и мозг» должна быть решена прежде, чем проблема «сознание и мозг»;
отказаться от ошибочного представления о мозге как о типовом биологическом органе;
осознать, что истинная сущность сложных многоуровневых систем всегда определяется лишь верхним из их уровней, максимальным по мощности причинно-следственных взаимодействий;
понять мозг как когнитивный орган из специфических когнитивных элементов, объединенных специфическими когнитивными связями и реализующих специфические когнитивные процессы агента;
сформулировать новую теорию мозга на когнитивном уровне его организации, не сводимую к традиционным понятиям нейроанатомии и нейрофизиологии;
используя новую теорию, переформулировать традиционные вопросы «сознания и мозга», соотнеся субъективные феномены с когнитивными процессами в мозговой нейронной гиперсети – когнитоме (этому мы как-нибудь посвятим отдельную статью).

Следуя этой стратегии, ученые разных специальностей смогут совместно сделать следующий шаг в изучении «трудной проблемы сознания». И, возможно, именно вы (да, вы, читатель) являетесь тем человеком, кто сможет помочь движению по этому пути.

P.S. Заменил слово "делает" на слово "предлагает" в начале заметки.

Напомню, что много раз предлагал, с чего необходимо начинать разборки с сознанием (заодно, и с разумом) - начинать следует с самого общего (типа, о чём речь-то вообще ведём?). Привожу цитату (одно из последних сообщений на эту тему):

Теперь привожу комплект определений (их следует рассматривать во взаимосвязи друг с другом):

Жизнь – это живая система (совокупность систем) и её среда обитания.
Живая система – это система, проявляющая в активной фазе своего существования: стремление к самосохранению и способность реализовать это стремление.
Интеллект системы – это вычислительный функционал (практически в физико-математическом смысле слова) системы.
Разум системы – это способность системы реализовать стремление к самосохранению средствами интеллекта.

Заодно приведу и комплект определений, связанных с понятием сознание:

Суть сознания – это условие «со знанием».
Суть механизма сознания – это реализация данного условия «со знанием».
Суть реализации – это процесс осознания (то есть, сравнение/сопоставление со знанием).
Суть состояния в сознании – это наличие процесса осознания.

[ArefievPV]

Высокоранговые пятнистые гиены передали социальные связи по наследству
https://nplus1.ru/news/2021/07/16/crocuta-crocuta

Социальные связи у пятнистых гиен передаются по наследству, от матери к ее детенышам. К такому выводу пришли зоологи, проанализировав данные о взаимоотношениях внутри клана этих хищников за двадцатисемилетний период. При этом, как отмечается в статье для журнала Science, чем выше гиена находится в иерархии, тем более точным будет это наследование. Вероятно, причина в том, что детеныши высокоранговых самок получают выгоду, пользуясь контактами матери, чего нельзя сказать об отпрысках низкоранговых самок.

Представители некоторых видов животных передают свои социальные связи по наследству. Например, у макаков-резусов (Macaca mulatta) и саванных слонов (Loxodonta africana) матери и их потомство сходным образом взаимодействуют с сородичами. Судя по всему, молодые особи наследуют социальные связи родителей не генетически, а за счет того, что копируют особенности их поведения. Предполагается, что данный механизм может быть широко распространенным способом поддерживать структуру сообщества.

Команда зоологов под руководством Амияла Илани (Amiyaal Ilany) из Бар-Иланского университета решила выяснить, наследуется ли социальные связи у пятнистых гиен (Crocuta crocuta). Эти крупные африканские хищники формируют группы (так называемые кланы), в которых доминируют самки. Каждый такой клан можно разделить на несколько неродственных друг другу линий, включающих самку и несколько поколений ее потомков женского пола. Кроме того, в группах гиен живут низкостатусные самцы, молодые и пришлые взрослые.

Предыдущие наблюдения показали, что самки гиен передают потомству свой статус в иерархии. Чтобы выяснить, верно ли это для социальных связей, Илани и его коллеги обратились к данным о поведении пятнистых гиен из одного клана, собранным в течение 27 лет. Исследователей интересовало, как часто отдельные особи проводят время с другими членами группы. Для этого они вычислили годичные индексы ассоциации — то есть подсчитали, сколько раз двух гиен видели рядом друг с другом в течение года, а затем поделили полученную цифру на общее количество наблюдений за каждой из них в течение этого же времени. В результате, изучив почти 74 000 взаимодействий между гиенами, авторы получили количественную оценку, описывающую взаимоотношения каждой особи со всеми остальными членами клана.

Затем исследователи сравнили индексы ассоциации разных особей. Они ожидали, что если социальные связи гиен действительно передаются по наследству, то в течение одного года матери и их потомство будут взаимодействовать с конкретными сородичами примерно одинаковое число раз. Эта догадка оказалась верной: расчеты показали, что значения индексов ассоциации самок и их потомков коррелируют между собой (для других пар гиен эта корреляция оказалась намного более слабой). Взаимоотношения гиен с определенными сородичами зависят от того, насколько тесно с этими сородичами общается их мать. Более того, социальные связи самки-гиены в период, когда ее детеныши еще находятся в норе, позволяют предсказать частоту их контактов с другими особями в следующем году. Дополнительное моделирование подтвердило, что социальные связи у гиен действительно наследуются.

Илани и его соавторы выяснили, что социальные связи самок гиен остаются такими же, как у их матерей, в течение первых шести лет жизни. Для самцов эта цифра оказалась ниже — всего четыре года (вероятно, из-за того, что перед тем как покинуть клан и примкнуть к новому, самец постепенно сокращает взаимодействие с сородичами). Таким образом, социальный статус гиены-самки продолжает влиять на взаимодействие ее детенышей с сородичами даже после того, как те вырастут и отдалятся от матери.

Интересно, что между высокоранговыми самками и их потомством сходство социальных связей выше, чем между низкоранговыми самками и их потомством. Возможно, это связано с тем, что детеныши особей с низким статусом получают незначительную выгоду от унаследованных от матери социальных связей и поэтому пытаются выстроить новые и, как показал анализ, более крепкие. Кроме того, они ограничены в выборе контактов по сравнению с потомками высокоранговых самок.

На последнем этапе Илани с коллегами оценили, как передача статуса от матери к потомству влияет на выживаемость гиен. Расчеты показали, что если детеныш альфа-самки унаследует все социальные связи матери, его жизнь будет на 3070 дней длиннее, чем если бы такого наследования не произошло вовсе. Однако отпрыск самки, находящейся в самой нижней части иерархии, напротив, проживет на 867 дней дольше, если не унаследует никаких социальных связей матери. Авторы, впрочем, полагают, что между социальным наследованием и продолжительностью жизни нет причинно-следственной связи: скорее, оба этих показателя зависят от того, сколько времени детеныш проводит с матерью в первый год жизни. В то же время самки, потомство которых унаследовало от них социальные связи, с более высокой вероятностью выживают в течение следующего года. По мнению исследователей, эта закономерность связана с тем, что чем лучше физическое состояние матери, тем больше времени она проводит с детенышами — и тем точнее они копируют ее социальные связи.

В целом результаты исследования подтверждают идею о наследовании социальных связей как важном механизме, который поддерживает стабильные группы животных, заключают авторы.

Ранее мы рассказывали о том, что детеныши пятнистых гиен, зараженные токсоплазмой, проявляют более рискованное поведение. Они близко подходят ко львам и чаще становятся их жертвой.

P.S. Получается, что и в человеческих сообществах наследование власти, социального статуса и пр., имеет отчасти биологические корни...

[ArefievPV]

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 205: собаки распознают и смысл, и интонацию сказанного
http://neuronovosti.ru/naturesci205-gavgav/

Любая устная речь содержит два источника информации: собственно слова и то, что говорящий вкладывает в интонацию. Эти два смысла распознаются разными частями мозга: смысл слов расшифровывает левое полушарие мозга, тогда как интонацию расшифровывает правое полушарие. Как работают эти две системы расшифровки информации: вместе или независимо? Есть ли у животных способность распознавать смысл слова и интонацию?  Один из способов ответить на эти вопросы – это сравнительные исследования, как работает мозг у собак. Именно это однажды сделала венгерская группа под руководством Адама Миклоши и опубликовала в журнале Science.

При помощи фМРТ исследователи проследили, какие зоны активируются в мозге собак, когда они слышали четыре различные предложения: слова похвалы с интонацией одобрения, слова похвалы, сказанные с нейтральной интонацией, нейтральные предложения, сказанные с хвалебной интонацией и нейтральные предложения, сказанные с нейтральной интонацией. Предложения зачитывались на венгерском, голосом кинолога, хорошо знакомым всем собакам, участвующим в эксперименте.

Исследователи обнаружили, что левое полушарие у собак было ответственно за распознавание знакомых слов (узнавались слова похвалы, но не незнакомые предложения), при этом распознавание слов происходило вне зависимости от интонации сказанного. Правое полушарие необходимо было, чтобы различать разные интонации вне зависимости от смысла слов. Интересно, что, для того, чтобы активировалась зона мозга, ответственная за удовольствия у собак (reward zone), предложение должно содержать и слова похвалы, и правильную интонацию. Если перефразировать: ваша собака понимает вас вне зависимости от вашей интонации, но начинает ожидать награды, только когда похвала сказана с эмоциями.

Какие важные выводы из этого можно сделать? Мозг собаки, как и человека, имеет способность различать как лексического смысла сказанного, так и смысл, заложенный в интонации. Получается, сам факт изобретения языка, сложной системы для общения и передачи информации, а не особые способности мозга для переработки этой информации, делает человека уникальным.